基于SPOC的Java课程网络教学平台设计与实现

陈敏　汤晓安　张盛威　曾望　刘哲康　蒋定位　杨鹏　伍洁

摘要： SPOC（Small Private Online Course，小规模限制性在线课程）克服了现有慕课教育MOOC（Massive Open Online Courses，大型开放式网络课程）教学模式中受众面过于广泛、学员学习情况无法有效管理等不足，更加有利于线上线下的混合式教学。针对大学软件工程的重点专业基础课Java程序设计，构建了一个基于SPOC混合式教学模式的在线学习平台。应用表明，该平台教学素材丰富，教学方式多样，提高了学生的自主学习兴趣，并增强了教学效果和教学质量。

关键词：SPOC;MOOC;在线课程教学;Java程序设计

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）04-0056-03

Abstract： SPOC（Small Private Online Course） overcomes the shortcomings of the existing MOOC（Massive Open Online Courses）， such as the audience is too broad in the teaching mode， the learning situation of students cant be managed effectively， etc， and is conducive to the blended teaching of online and offline. Aiming at the professional basic course "Java Programming" of software engineering， an online learning platform based on SPOC blending learning model is built. The application shows that the platform has rich teaching materials and diversified teaching methods， which can improve students' interest in independent learning and enhance the teaching effect and quality.

Key words： SPOC; MOOC; Online course teaching; Java Programming

1 概述

2013年，一种基于互联网的新型教学模式——MOOC（慕课）建设在中国全面启动，并在近几年来十分流行[1]。但是伴随着MOOC教育的广泛开展，慕课教育的局限性逐渐呈现了出来：第一，MOOC以课堂教学所录制的视频为主，其教学的组织形式和课堂教学相同，难以避免相对刻板的教学方法;第二，缺乏监督，导致入学率高但失学率也高;第三，选课学员人数多、范围广，而且基础参差不齐，难以有针对性地展开教学;第四，网络教学无法具备传统课堂中那种师生面对面的交流和指导。基于以上原因，为提高网络教育質量，SPOC小型在线教育教学模式应运而生，其目的是为了更有效地进行慕课教育，更加有利于线上线下的混合式教学[2]。

本文针对大学软件工程专业基础课程Java程序设计，设计并构建了一个基于SPOC教学模式的在线课程学习平台，以此达到线上和线下教学紧密相融、增强教学方式的多样性、加强学生对知识的内化和巩固、增强学习效果、全面提升学生的综合能力等目的，同时也可以提高学生的学习兴趣、减轻教师的教学负担[3]。

2 平台总体设计

2.1 平台功能结构

结合需求，SPOC在线学习平台的功能如图1，主要包括以下几个方面：

第一，具有在线课程资源学习的功能，是学习平台的必要功能;第二，具有课程测试的功能。考试的结果可以反映学习效果，也可以反映出课程的关键和难点，有助于教师调整教学内容，优化教学;第三，必须具有学习者学习行动数据和测试数据的动态显示功能。对于学生来说，数据可以反映出学习的动态状况，既可以展示学生学习的宏观性，也能起到监督学生学习的作用;第四，平台应具有交流互动功能。对在线学习平台而言，用户的交流和讨论是其中重要环节。

2.2 前台用户课程学习流程

前台用户课程学习流程如图2所示。用户成功登录平台后，系统会按照用户输入的课程名等进行查询。用户可以浏览查询出来的课程并进入课程详情页，浏览课程的详情、查看讲师信息或点击立即学习，开始进行学习操作。开始视频学习后，用户可以进行课程选择、课程评价或在线做笔记。

2.3 后台管理员处理流程

如图3所示，超级管理员在平台具有最高权限，可以在此模块中管理普通管理员的相关信息，可以查看普通管理员权限能够看到的所有信息，包括增删改普通管理员等操作，普通管理员只能查看管理权限下的用户信息。超级管理员可以添加、修改、删除课程信息，包括课程名称、课程地址、课程教师等信息，但一般管理者不能删除。管理员均可对课程的信息进行增加或者修改操作，可以操作包括课程的名称、课程封面图片等信息。

3 关键技术实现途径

3.1 在线编译

作为针对Java课程的学习平台，最重要的编程练习自然必不可少，本平台加入在线编译功能，使学生能在做编程题时直接在系统中编译代码，大大提高学生的编程实践能力。

在线编译功能的具体实现思路为：系统获取定义类的代码行，以定义的类名创建.java类型文件，将提交的代码写入该文件中，运行windows系统的cmd命令，在控制台上写入"javac "+className+".java ＼n"命令编译.java文件。编译成功后会出现类名为.class的文件，然后系统写入"java "+className+" ＼n"命令运行.class文件，最后获取控制台输出的内容展示给用户。图4是在线编译的关键代码。

3.2 智能机器人

本平台上引入了第三方接口以加入一个智能机器人软件（如图5），能够根据用户的问题来做相应回答，还可以查询学习、生活、天气、交通等问题。根据智能机器人等级，智能机器人的配置不同。

4 系统实现

系统采用B/S结构的设计模式，前端页面展示技术采用JSP;数据库采用MySQL;服务端采用JavaWeb开发体系。主要技术有JavaEE、核心框架Spring Framework、视图框架SpringMVC和持久层框架Mybatis等，用一小段信息进行管理项目的构建，通过Maven项目对象模型用一段代码来进行管理。

学生端为主体用户端，参与课程学习，包含课程详情浏览、历史记录等辅助性功能;管理端负责管理平台系统、学员、课程、问答、讲师、相关资讯等。

4.1 学生端

学生端功能以课程学习为主，包含课程大纲、课程笔记和在线翻译功能。学习过的课程将保存进数据库（如图6），在用户中心页面展示近期学习的课程以及相关学习进度（如图7）。

4.2 管理端

4.2.1后台主界面

后台管理功能有四个主要的模块：平台系统管理、学员管理、课程管理、问答管理、讲师管理、资讯管理，如图8所示。

4.2.2 平台管理

用于分配平台的角色的相应权限，主要是用于后台普通管理员，可以修改普通管理员可以管理的范围，以及看到的平台内容。同时，管理员能够给每一個普通管理员分配权限，如图9所示。

4.2.3 媒体图片管理——轮播图

在这里可以添加轮播图，管理前端页面的轮播图，可以对其进行增删改查，如图10。

4.2.4  课程管理

管理员可以查看课程的相关信息，并可以对其进行操作，同时还可以查看、修改该课程的章节，如图11所示。

5 结束语

自SPOC教学模式引入以来，它一直受到高度关注。本文设计并实现了一个基于SPOC的在线Java课程学习平台。目前，本平台只支持一门专业，所以系统仍待丰富与扩充。对传统教学的补充是本平台的设计目标，同时，平台的持续改进将由传统课堂教学进行指导，最终目标是将传统的教室教学模式改变为线上线下混合式教学模式。

参考文献：

[1] 赵磊.高校MOOC创新扩散动因及路径研究[D].大连：大连理工大学，2017.

[2] 康叶钦.在线教育的“后MOOC时代”——SPOC解析[J].清华大学教育研究，2014，35（1）：85-93.

[3] 张玲.SPOC理念下开放大学“小专业”扁平化教学模式改革研究[J].广播电视大学学报（哲学社会科学版），2017（2）：107-113.

【通联编辑：王力】